KR102656673B1 - 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재 - Google Patents

생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재 Download PDF

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Abstract

구현예는 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지;를 포함하고, 필름의 열접착 강도가 4 N/15mm 이상인 생분해성 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것이다. 상기 생분해성 필름은 열접착 특성이 우수함은 물론, 유연성, 투명성, 및 소음도를 동시에 개선할 수 있으므로, 포장용 필름은 물론, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 고품질의 친환경 포장재를 제공할 수 있다.

Description

생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재{BIODEGRADABLE FILM, PREPERATION METHOD THEREOF, AND ENVIRONMENT-FRIENDLY PACKING MATERIAL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것이다.
포장 용도로 많이 사용되는 플라스틱 필름으로는 셀로판(cellophane), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 나일론(nylon), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 들 수 있다.
그러나, 셀로판 필름은 제조 공정 중에 심한 환경오염을 유발하여 생산 자체에 많은 규제를 받고 있으며, 폴리비닐클로라이드 필름은 소각 시 다이옥신 등과 같은 유해물질을 발생하여 사용에 많은 규제를 받고 있다. 또한, 폴리에틸렌 필름은 내열성과 기계적 특성이 부족하여 저급 포장 용도 이외에는 그 사용에 제한이 있다. 폴리프로필렌, 나일론, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등은 비교적 안정한 분자 구조를 가져 양호한 기계적 특성을 지니고 있으나, 이들은 포장 용도로 사용된 후 특별한 처리 없이 매립되면 화학적, 생물학적 안정성 때문에 거의 분해가 되지 않고 땅 속에 축적되어 매립지의 수명을 단축하고 토양 오염의 문제를 유발한다.
이러한 분해가 되지 않는 플라스틱 필름의 단점을 보완하기 위해, 최근 들어 수지 자체의 생분해성이 높은 지방족 폴리에스테르인 폴리락트산 필름이 다양하게 사용되고 있으나, 이 필름은 기계적 특성은 양호하나, 고유의 결정구조로 인하여 유연성이 부족하여 그 용도가 제한적이다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 일본 특허공개 제2006―272712호는 폴리락트산 이외의 생분해성 지방족 폴리에스테르를 단독으로 사용하여 필름을 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 이 경우 유리전이온도가 너무 낮아 이축연신 방법으로는 필름을 제조하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 최종 필름의 기계적 강도가 낮고 열수축률이 높아 가공 과정 중에 많은 문제가 발생한다.
한편, 일본 특허공개 제2003-160202호는 폴리락트산을 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르와 블렌딩하여 필름에 유연성 및 열밀봉(heat sealing)성을 부여하는 방법을 개시하고 있으나, 이 방법에 의하면, 폴리락트산과 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르와의 낮은 상용성 및 가소제의 사용으로 인해 최종 필름의 투명성이 현저히 저하되고 열접착 강도가 열악하여 투명성 및 접착성이 요구되는 포장 용도에는 사용하기 어렵다는 문제가 있다.
일본 특허공개 제2006-272712호 일본 특허공개 제2003-160202호
구현예는 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 고안된 것이다.
구현예는, 폴리락트산(PLA)계 수지 및 비닐 아세테이트(VAc)계 수지를 혼합하고, 열접착 강도를 특정 범위로 조절함으로써, 열접착 특성이 우수함은 물론, 생분해성 필름의 유연성, 투명성 및 소음도가 동시에 개선된, 생분해성 필름을 제공하고자 한다.
또 다른 구현예는, 상기 생분해성 필름의 상기 특성들을 최적의 범위로 조절하기 위한, 생분해성 필름의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 구현예는, 상기 우수한 특성을 갖는 생분해성 필름을 사용함으로써, 생분해가 가능하면서 친환경적이며, 고품질의 친환경 포장재를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 일 구현예는, 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지;를 포함하고, 폭 15 mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름 시편의 일면과 폴리락트산계 수지 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)가 4 N/15mm 이상인, 생분해성 필름을 제공한다.
또 다른 구현예는, 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 혼합한 후 이를 용융 압출하여 시트를 제조하는 단계(단계 1); 상기 용융 압출된 시트를 연신하여 필름을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 연신된 필름을 열고정시키는 단계(단계 3);를 포함하는, 생분해성 필름의 제조방법을 제공한다.
나아가, 또 다른 구현예는, 생분해성 필름을 포함하고, 상기 생분해성 필름은 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 포함하는, 친환경 포장재를 제공한다.
구현예에 따른 생분해성 필름은 폴리락트산(PLA)계 수지 및 비닐 아세테이트(VAc)계 수지를 혼합하고, 열접착 강도를 특정 범위로 조절함으로써, 열접착 특성이 우수함은 물론, 생분해성 필름의 유연성, 투명성, 및 소음도를 동시에 개선할 수 있다.
또한, 구현예에 따른 생분해성 필름의 제조방법은 제조공정이 간단하면서도 경제적이고 효율적인 방법으로, 생분해가 가능하고 상기 특성이 우수한 생분해성 필름을 제공할 수 있다.
나아가, 상기 구현예에 따른 생분해성 필름은 포장용 필름은 물론, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 고품질의 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 생분해성 필름을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 구현예에 따른 생분해성 필름의 열접착 강도의 측정 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수, 반응 조건 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성요소들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로 구별하는 목적으로만 사용된다.
일 구현예에서는 폴리락트산계 수지 및 비닐 아세테이트계 수지를 함께 포함하고, 열접착 강도를 특정 범위로 조절함으로써, 우수한 열접착성을 확보할 수 있어서, 다양한 기재에 열로 인한 접착이 가능함은 물론, 유연성, 투명성, 및 소음도를 동시에 개선할 수 있다. 나아가 상기 필름의 물성 및 및 성형성 등을 더욱 향상시켜 경제적이고 효율적인 방법으로 생분해가 가능하면서 우수한 특성을 발휘할 수 있는 고품질의 친환경 포장재를 구현할 수 있다는 것에 기술적 의의가 있다.
[생분해성 필름]
일 구현예에 따른 생분해성 필름은 폴리락트산(PLA)계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및 비닐 아세테이트(VAc)계 수지를 포함하는 제 2 수지;를 포함하고, 폭 15 mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름 시편의 일면과 폴리락트산계 수지 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)가 4 N/15mm 이상이다.
상기 폴리락트산계 수지는 석유기반의 수지와 달리 바이오매스(biomass)를 기반으로 하기 때문에, 재생자원의 활용이 가능하고, 생산시 기존의 수지에 비해 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 배출이 적으며, 매립시 수분 및 미생물에 의해 생분해 되는 등 친환경적이다.
상기 폴리락트산계 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 100,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대 100,000 내지 800,000 g/mol, 100,000 내지 500,000 g/mol, 또는 100,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피법(GPC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 폴리락트산계 수지의 중량평균 분자량(Mw)이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 생분해성 필름의 기계적 특성 및 광학적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 폴리락트산계 수지는 L-락트산, D-락트산, D, L-락트산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리락트산계 수지는 L-락트산 및 D-락트산의 랜덤 공중합체일 수 있다.
이때, 상기 D-락트산의 함량은 상기 폴리락트산계 수지의 총 중량을 기준으로 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 4 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 2 중량%, 또는 예컨대 2 중량% 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 D-락트산의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 필름의 연신 공정성 향상 측면에서 유리할 수 있다.
상기 L-락트산의 함량은 상기 폴리락트산계 수지의 총 중량을 기준으로 예컨대 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 83 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 85 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 95 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 96 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 96 중량% 내지 98 중량%, 예컨대 96 중량% 내지 97 중량%일 수 있다. 상기 L-락트산의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 필름의 내열 특성을 향상시키는 측면에서 유리할 수 있다.
상기 폴리락트산계 수지는 용융 온도(Tm)가 100℃ 내지 250℃, 110℃ 내지 220℃, 또는 120℃ 내지 200℃일 수 있다.
상기 폴리락트산계 수지는 유리전이온도(Tg)가 30℃ 내지 80℃, 40℃ 내지 80℃, 40℃ 내지 70℃, 또는 45℃ 내지 65℃일 수 있다.
상기 폴리락트산계 수지는 210℃에서 용융 점도(VPLA)가 예컨대 5,000 poise 내지 12,000 poise, 예컨대 6,500 poise 내지 12,000 poise, 예컨대 6,500 poise 내지 11,000 poise, 예컨대 7,000 poise 내지 12,000 poise, 예컨대 7,500 poise 내지 11,000 poise, 또는 예컨대 8,000 poise 내지 10,000 poise일 수 있다. 이때, 상기 용융 점도는 레오미터(RDS)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지의 함량은, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로, 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상일 수 있다. 또한, 상기 폴리락트산계 수지의 함량은, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로, 99 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 93 중량% 이하, 92 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 수지는, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 50 중량% 내지 97 중량%, 예를 들어 50 중량% 내지 95 중량%, 예를 들어 50 중량% 내지 92 중량%, 예를 들어 50 중량% 내지 90 중량%, 또는 예를 들어 60 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제 1 수지의 함량이 상술한 범위 미만인 경우, 기계적 특성 및 헤이즈와 같은 광학적 특성이 저하될 수 있고, 상기 제 1 수지의 함량이 상술한 범위를 초과하는 경우, 취성(brittleness)이 증가하고, 유연성이 저하되어 부서지거나 깨지기 쉽고, 소음이 심해질 수 있고, 열접착 강도가 저하될 수 있다.
특히, 상기 제 1 수지는 취성이 커서 사용온도 범위가 20℃ 이하인 경우 필름이 딱딱해지는 특성이 있어, 겨울철에 필름이 충격을 받을 경우 쉽게 갈라지고 깨지는 경향이 있고, 사용온도 범위가 35℃ 이상인 경우 필름이 탄성을 잃어 흐물흐물해지는 경향이 있으며, 소음이 심해 사용이 제한적이다.
따라서, 구현예에서는 우수한 기계적 특성, 및 투명성 등의 광학적 특성을 유지하면서, 유연성, 소음도 및 열접착 강도가 동시에 개선될 수 있도록 상기 제 1 수지와 함께, 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제 2 수지에 포함되는 비닐 아세테이트계 수지는 상기 제 1 수지에 포함되는 폴리락트산계 수지와의 상용성이 우수하여 서로 용이하게 혼합되면서 우수한 결합력을 가질 수 있으므로, 본 발명에서 목적하는 열접착 강도의 증가는 물론, 유연성, 투명성, 소음도를 동시에 향상시킬 수 있다.
상기 비닐 아세테이트계 수지는 유리전이온도(Tg)가 예를 들어 0℃ 내지 80℃ 예를 들어 0℃ 내지 60℃, 예를 들어 0℃ 내지 50℃, 예를 들어 0℃ 내지 40℃, 예를 들어 0℃ 내지 30℃, 예를 들어 1℃ 내지 20℃, 또는 예를 들어 1℃ 내지 10℃일 수 있다.
상기 비닐아세테이트계 수지는 비중이 예를 들어 0 내지 2.0, 예를 들어 0 내지 1.5, 예를 들어 0 내지 1.2, 예를 들어 0.5 내지 1.2 또는 예를 들어 1.0 내지 1.2일 수 있다.
상기 비닐아세테이트계 수지는 용융 지수(MI)가 예를 들어 0 내지 120 g/10분, 예를 들어 0 내지 100 g/10분, 예를 들어 1 내지 80 g/10분, 예를 들어 5 내지 60 g/10분, 또는 예를 들어 5 내지 50 g/10분일 수 있다. 상기 용융 지수(MI)는 ASTM D1238에 따라 100℃의 온도 및 2.16kg 하중 하에서　측정될 수 있다.
구현예에 따르면, 상기 비닐 아세테이트계 수지는 비닐 아세테이트와 비닐 라우레이트가 공중합되어 형성된 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머를 포함할 수 있다.
상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머는 ISO14855, 또는 DIN 13432 규격에 따라 생분해성이 인증된 공중합 수지이므로, 상기 비닐 아세테이트계 수지가 상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머를 포함하는 경우 미생물 등에 의해 자연 분해될 수 있어서 친환경적으로 유리하며, 폴리락트산계 수지와 상용성이 우수하여 상기 수지와의 결합력이 좋아서 본 발명에서 목적하는 효과를 용이하게 달성할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌비닐아세테이트 등의 비닐 아세테이트계 수지의 경우, 카르복실기의 함량이 상대적으로 많고 아세테이트 산의 함량이 적어 폴리락트산계 수지와의 상용성이 나빠질 수 있다.
예를 들어, 상기 생분해성 필름이 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지만을 포함하는 경우, 영률이 증가하여 유연성이 저하될 수 있고, 소음도가 증가할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 제 2 수지가 상기 비닐 아세테이트계 수지 외에 다른 생분해성 수지인 PBAT 수지를 포함하는 경우, 헤이즈가 현저히 증가하고, 열접착 강도가 감소할 수 있어서, 투명성 및 접착성이 요구되는 생분해성 필름 또는 포장재의 사용에 제한이 있을 수 있다.
구현예에 따르면, 우수한 기계적 특성, 및 투명성 등의 광학적 특성을 유지하면서, 영률, 소음도 및 열접착 강도를 더욱 개선시키기 위해, 상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 중 비닐 라우레이트의 함량이 중요할 수 있다.
상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 중 비닐 라우레이트의 함량은 예를 들어 0 mol% 초과 내지 20 mol% 이하, 예를 들어 0 mol% 초과 내지 15 mol% 이하, 예를 들어 0 mol% 초과 내지 10 mol% 이하, 예를 들어 1 mol% 이상 내지 8 mol% 이하, 또는 예를 들어 2 mol% 이상 내지 5 mol% 이하일 수 있다. 상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 중 비닐 라우레이트의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 영률 및 소음도를 낮출 수 있고, 열접착 강도를 향상시킬 수 있어서, 유연성, 열접착 특성 및 소음도 특성을 더욱 개선시킬 수 있다. 만일, 상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 중 비닐 라우레이트의 함량이 상기 범위 미만인 경우 본 발명에서 목적하는 효과가 미미할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우, 가압 시 상기 비닐 아세테이트계 수지의 표면 전이(migration) 등이 발생하여 성형품의 내구성이 저하되어 품질이 떨어질 수 있다. 또한, 비닐 부티레이트 또는 비닐 카프로레이트와 같이 사슬의 길이가 짧은 산의 경우, 상기 동일 함량에서 내구성이 저하될 수 있다.
아울러, 구현예에 따른 생분해성 필름에 있어서, 우수한 기계적 특성, 및 투명성 등의 광학적 특성을 구현하는 동시에, 유연성 및 열접착 강도를 극대화시키고 소음도를 낮추기 위해, 상기 생분해성 필름에 포함되는 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지의 함량이 매우 중요하다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지는, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 이상, 3 중량% 이상, 5 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상일 수 있다. 또한, 상기 제 2 수지는 생분해성 필름의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 수지는, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 1 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어 3 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어 5 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어 10 중량% 내지 50 중량%, 또는 예를 들어 10 중량% 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제 2 수지의 함량이 상술한 범위를 초과하는 경우, 기계적 특성 및 광학적 특성이 저하될 수 있고, 상기 제 2 수지의 함량이 상술한 범위 미만인 경우, 취성이 증가하고, 유연성이 저하되어 부서지거나 깨지기 쉽고, 소음이 심해질 수 있고, 열접착 강도가 저하될 수 있다.
구현예에 따르면, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 혼합 중량비는 50 내지 97 : 3 내지 50, 예컨대 50 내지 95 : 5 내지 50, 예컨대 50 내지 90 : 10 내지 50, 예컨대 60 내지 90 : 10 내지 40, 예컨대 65 내지 85 : 15 내지 35, 또는 예컨대 60 내지 80 : 20 내지 40일 수 있다. 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 혼합 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우, 적절한 강도 및 헤이즈를 가지면서 유연성 및 열접착 강도를 향상시킬 수 있고, 소음도를 낮출 수 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따른 생분해성 필름은 상기 제 1 수지 및 제 2 수지 이외에, 상기 제 1 수지에 사용된 것과 상이한 지방족 폴리에스테르계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르계 수지를 포함하는 제 3 수지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 지방족 폴리에스테르계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르계 수지는 예를 들어, 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지, 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트-아디페이트(PBSA) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST) 수지, 폴리히드록시부틸레이트-발레레이트(PHBV) 수지, 폴리카프로락톤(PCL) 수지, 및 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트 테레프탈레이트(PBSAT) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지방족 폴리에스테르계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르계 수지는 예를 들어, 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지, 및 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 지방족 폴리에스테르계 수지는 예를 들어 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지 및 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예컨대 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르계 수지는 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지 및 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 예컨대 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지를 포함할 수 있다.
상기 제 3 수지는 상기 생분해성 필름의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0 중량% 초과 내지 20 중량% 이하, 예를 들어 1 중량% 이상 내지 15 중량% 이하, 또는 예를 들어 1 중량% 이상 내지 10 중량% 이하로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르 필름은 통상의 정전인가제, 대전방지제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 차단제, 블로킹 방지제, 내충격 보강제, 및 기타 무기활제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가될 수 있다.
상기 생분해성 필름의 두께는 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 7 ㎛ 내지 80 ㎛, 예를 들어 8 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 10 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 10 ㎛ 내지 40 ㎛, 또는 예를 들어 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 생분해성 필름은, 도 2를 참조하면, 폭(W) 75 mm 및 길이(L) 150 mm의 생분해성 필름의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 폭간격이 15 mm가 되도록 재단하고, 양쪽 끝의 샘플(X)을 제외한 중앙의 3개에 대하여 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(AS)를 측정하고 평균값을 취했을 때 열접착강도가 4 N/15mm 이상이다. 상기 생분해성 필름의 열접착 강도(AS)는 예를 들어 5 N/15mm 이상, 예를 들어 6 N/15mm 이상, 예를 들어 8 N/15mm 이상, 예를 들어 10 N/15mm 이상, 또는 예를 들어 12 N/15mm 이상일 수 있고, 구체적으로 4 N/15mm 내지 30 N/15mm, 5 N/15mm 내지 25 N/15mm, 또는 10 N/15mm 내지 25 N/15mm일 수 있다.
상기 생분해성 필름의 열접착 강도(AS)가 상기 범위를 만족하는 경우, 열접착 특성, 특히 동일 또는 유사 기재와의 열접착 특성이 우수하여, 그 활용도가 더욱 높아질 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 생분해성 필름은 헤이즈(haze)가 낮아 투명성이 우수하여 투명성을 필요로 하는 용도에 다양하게 활용될 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 상기 생분해성 필름의 헤이즈(haze)는 10% 이하, 8% 이하, 5% 이하, 3% 이하, 3% 미만, 2.9% 이하, 또는 2.8% 이하일 수 있다. 상기 헤이즈가 상기 범위를 초과하는 경우에는 투명성이 부족하여 그 용도가 제한될 수 있다.
또한, 상기 생분해성 필름은 영률이 낮아 우수한 유연성을 가질 수 있고, 이로 인해 가공성, 성형성 및 생산성도 더욱 향상될 수 있다.
상기 생분해성 필름의 영률은 380 kgf/㎟ 이하, 360 kgf/㎟ 이하, 350 kgf/㎟ 이하, 340 kgf/㎟ 이하, 330 kgf/㎟ 이하, 320 kgf/㎟ 이하, 300 kgf/㎟ 이하, 280 kgf/㎟ 이하, 270 kgf/㎟ 이하, 260 kgf/㎟ 이하, 또는 250 kgf/㎟ 이하일 수 있다. 구체적으로 상기 생분해성 필름의 영률은 100 kgf/㎟ 내지 380 kgf/㎟, 120 kgf/㎟ 내지 350 kgf/㎟, 150 kgf/㎟ 내지 300 kgf/㎟, 200 kgf/㎟ 내지 300 kgf/㎟, 또는 230 kgf/㎟ 내지 300 kgf/㎟일 수 있다.
상기 영률은 ASTM D882에 의거하여 생분해성 필름 시편을 만든 후, 폭 15 mm 및 길이 150 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장 시험기(인스트론사, 5566A)를 이용하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2% 도달 시점까지 직선 기울기 값으로 측정될 수 있다.
일반적으로 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 포함하지 않고 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지만을 포함하는 생분해성 필름의 경우, 영률이 380kgf/㎟ 초과로서 유연성이 현저히 떨어져 필름이 뻣뻣하여 용도가 제한될 수 있다. 상기 생분해성 필름의 영률이 상술한 범위를 만족하는 경우, 유연성이 우수하여 다양한 용도 확장이 가능하고, 나아가 가공성, 성형성 및 생산성도 더욱 향상될 수 있다.
구현예에 있어서, 상기 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)는 예컨대 88 dB 이하, 예컨대 85 dB 이하, 예컨대 84 dB 이하, 예컨대 83 dB 이하, 예컨대 82 dB 이하, 예컨대 80 dB 이하, 예컨대 79.5 dB 이하, 또는 예컨대 78 dB 이하일 수 있다.
특히, 상기 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)가 상기 범위를 만족하는 경우, 낮은 소음도로 인해 고품질의 포장재를 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)는 생분해성 필름을 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단하고, 상기 생분해성 필름을 디지털 소음분석기(Cirrus Research PlC사, 모델명:CR-162C)로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도로 정의하였다.
상기 생분해성 필름은 하기 식 1로 표시되는 유연소음복합도(FNC)가 14 내지 32일 수 있다:
<식 1>
상기 식 1에서,
상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 생분해성 필름 시편을 만든 후, 폭 15 mm 및 길이 150 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2% 도달 시점까지 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로서, 단위를 제외한 수치이고,
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)에서, 단위를 제외한 수치이다.
상기 식 1로 표시되는 유연소음복합도(FNC)는 상기 생분해성 필름의 영률 및 소음도의 곱의 값을 1000으로 나눈 값으로 나타내며, 이는 상기 생분해성 필름의 유연성 및 소음도의 복합 특성 정도를 나타내는 지표가 될 수 있다.
상기 유연소음복합도(FNC)는 상기 범위 내에서 상기 생분해성 필름의 영률 및/또는 소음도가 낮을수록 낮을 수 있다.
이러한 특성을 갖는 유연소음복합도(FNC)는 상기 특정 범위를 만족할 때, 상기 생분해성 필름의 유연성 및 투명성을 더욱 향상시키고, 소음도를 저감시킬 수 있으며, 나아가 상기 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 생분해성 필름의 유연소음복합도(FNC)는 예를 들어 14 내지 32, 예를 들어 14 내지 31, 예를 들어 14 내지 30, 예를 들어 14 내지 29, 예를 들어 14 내지 26, 예를 들어 14 내지 22, 예를 들어 14 내지 20, 또는 예를 들어 15 내지 18일 수 있다. 상기 유연소음복합도(FNC)가 상기 범위를 만족하는 경우 상기 생분해성 필름의 유연성 및 소음 특성을 동시에 개선할 수 있다.
아울러, 상기 생분해성 필름은 하기 식 2로 표시되는 소음 개선 대비 접착 지수(AI)가 30% 이상일 수 있고,
<식 2> 소음 개선 대비 접착 지수(AI) =
상기 식 2에서,
상기 AS는 폭 15mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름 시편의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)에서, 단위를 제외한 수치이고,
상기 ΔN은 하기 식 2-1로 표시되는 소음 개선도로서, 단위를 제외한 수치이고,
<식 2-1> 소음 개선도(ΔN, dB) = N1 - NB
상기 식 2-1에서,
상기 N1은 상기 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)이고,
상기 NB는 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)이며,
상기 평균 소음도(dB)는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 것이다.
상기 식 2로 표시되는 소음 개선도 대비 접착 지수(AI)는 상기 생분해성 필름의 소음 개선도(ΔN) 대비 열접착 강도(AS)의 비율을 의미한다.
구체적으로, 상기 생분해성 필름의 소음 개선도(ΔN)는 상기 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)(N1)에서 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)(NB)의 차(감소분)로서 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 소음도 개선 정도를 나타낸다. 또한, 이러한 소음 개선은 유연성과 매우 밀접하게 연계되어 유연성의 증가로도 볼 수 있다. 따라서, 상기 식 2로 표시되는 상기 생분해성 필름의 소음 개선도(ΔN) 대비 접착 지수(AI)는 유연성 향상량 당 열접착 강도를 의미할 수 있으므로, 상기 생분해성 필름의 열접착 강도, 소음도 및 유연성의 복합 특성 정도를 나타내는 지표가 될 수 있다.
상기 생분해성 필름의 소음 개선도 대비 접착 지수(AI)는 예를 들어 50% 이상, 예를 들어 70% 이상, 예를 들어 80% 이상, 예를 들어 100% 이상, 예를 들어 110% 이상, 예를 들어 112% 이상, 예를 들어 114% 이상, 또는 예를 들어 120% 이상일 수 있으며, 구체적으로 30 내지 200%, 50 내지 200%, 60 내지 180%, 80 내지 160%, 또는 85 내지 150%일 수 있다.
상기 생분해성 필름의 소음 개선도 대비 접착 지수(AI)가 상기 범위를 만족하는 경우, 생분해성 필름의 열접착 강도를 더욱 향상시키고, 소음도를 개선시킬 수 있으며, 나아가 상기 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질 및 씰링성 등의 접착 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 식 2에 있어서, 상기 생분해성 필름의 소음 개선도(ΔN)는 예를 들어 1 dB 이상, 예를 들어 2 dB 이상, 예를 들어 3 dB 이상, 예를 들어 4 dB 이상, 예를 들어 5 dB 이상, 또는 예를 들어 10 dB 이상일 수 있다.
상기 생분해성 필름의 소음 개선도(ΔN)가 상기 범위를 만족하는 경우 본 발명에서 목적하는 효과를 달성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 생분해성 필름은 하기 식 2-2로 표시되는 열접착 강도 개선도(ΔAS)가 0.5 N/15mm 이상일 수 있다:
<식 2-2> ΔAS(N/15mm) = AS1 - ASB
AS1은 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 필름의 열접착 강도(N/15mm)이고,
ASB는 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 열접착 강도(N/15mm)이다.
즉, 상기 생분해성 필름은 열접착 강도 개선도(ΔAS)는 상기 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 필름의 열접착 강도(N/15mm)(AS1)에서 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 열접착 강도(N/15mm)(ASB)의 차(증가분)로서 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 열접착 강도 개선 정도를 나타낸다.
상기 생분해성 필름은 열접착 강도 개선도(ΔAS)는 예를 들면 1 N/15mm 이상, 예를 들면 3 N/15mm 이상, 예를 들면 4 N/15mm 이상, 예를 들면 5 N/15mm 이상, 예를 들면 6 N/15mm 이상, 예를 들면 7 N/15mm 이상, 예를 들면 8 N/15mm 이상, 또는 예를 들면 9 N/15mm 이상일 수 있다. 상기 생분해성 필름은 열접착 강도 개선도(ΔAS) 값이 클수록 상기 열접착 강도 개선 효과가 커서, 상기 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질 및 씰링성 등의 접착 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
아울러, 상기 생분해성 필름은 하기 식 2-3으로 표시되는 ΔT가 2.0 이상일 수 있다:
<식 2-3> ΔT = ΔAS + ΔN
상기 식 2-3에서,
ΔAS 및 ΔN은 각각 상술한 바와 같고, 단위를 제외한 수치이다.
상기 ΔT는 상기 생분해성 필름의 열접착 강도 개선도(ΔAS)와 소음 개선도(ΔN)의 합으로서, 상기 생분해성 필름의 열접착 강도 및 소음 개선의 총 향상 효과를 의미할 수 있다.
구체적으로, ΔT는 예를 들어 2.5 이상, 예를 들어 3.0 이상, 예를 들어 3.5 이상, 예를 들어 4.0 이상, 예를 들어 4.5 이상, 예를 들어 5.0 이상, 예를 들어 6.0 이상, 예를 들어 8.0 이상, 예를 들어 10.0 이상, 예를 들어 12.0 이상, 또는 예를 들어 15.0 이상일 수 있다.
상기 ΔT가 상기 범위를 만족하는 경우, 열접착 강도 개선 및 소음도 개선 효과가 동시에 향상될 수 있다.
나아가, 상기 생분해성 필름은 하기 식 2-4로 표시되는 ASPN이 0.05 내지 3일 수 있다:
<식 2-4> ASPN =
상기 식 2-4에서,
ΔAS 및 ΔN은 각각 상술한 바와 같고, 단위를 제외한 수치이다.
상기 ASPN은 상기 생분해서 필름의 소음 개선도(ΔN) 대비 열접착 강도 개선도(ΔAS)이다. 또한, 상기 소음 개선도는 유연성 향상과 밀접하게 연계되므로, 유연성 향상 당 접착력 향상 정도가 적절한 범위를 만족하는 경우 고품질의 포장재를 제공하는 데에 더욱 유리하며, 다양한 어플리케이션 확장이 가능한 이점이 있다.
구체적으로, 상기 ASPN은 예를 들어 0.05 내지 2.5, 예를 들어 0.1 내지 2.5, 예를 들어 0.3 내지 2.5, 예를 들어 0.5 내지 2.0, 예를 들어 0.6 내지 1.6, 예를 들어 0.6 내지 1.5, 또는 예를 들어 0.7 내지 1.3일 수 있다.
상기 ASPN가 상기 범위를 만족하는 경우 유연성 향상 효과 당 열접착 강도 향상성이 우수하다.
나아가, 상기 생분해성 필름은 하기 식 3으로 표시되는 품질복합지수(QCI)가 37 미만일 수 있다:
<식 3>
상기 식 3에서,
상기 HZ는 상기 생분해성 필름의 헤이즈(%)로서 측정된 단위를 제외한 수치이고, 상기 FNC는 유연소음복합도로서 상술한 바와 같다.
상기 생분해성 필름의 품질복합지수(QCI)는 예를 들어 35 이하, 예를 들어 33 이하, 예를 들어 32 이하, 예를 들어 30 이하, 예를 들어 28 이하, 예를 들어 27 이하, 예를 들어 25 이하, 또는 예를 들어 24 이하일 수 있고, 3 이상, 5 이상, 10 이상, 또는 15 이상일 수 있다.
상기 식 3으로 표시되는 품질복합지수(QCI)는 상기 생분해성 필름의 유연소음복합도 및 헤이즈의 합으로서, 상기 생분해성 필름의 유연성, 소음도 및 투명성의 복합 특성 정도를 나타내는 지표이다.
상기 품질복합지수(QCI)는 상기 생분해성 필름의 유연성, 투명성 및 소음 특성이 모두 우수할수록 상기 범위를 만족할 수 있다. 또한, 상기 품질복합지수(QCI)는 상기 범위 내에서 상기 생분해성 필름의 헤이즈, 영률 및/또는 소음도가 각각 낮을수록 유리할 수 있다.
이러한 특성을 갖는 품질복합지수(QCI)는 상술한 범위를 만족할 때, 상기 생분해성 필름의 유연성, 및 투명성을 동시에 더욱 향상시키고, 소음도를 저감시킬 수 있으며, 나아가 상기 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 생분해성 필름은 환경 부하를 줄이고자 하는 제품의 특성상 적어도 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 생분해율을 가질 수 있다.
구현예에 따른 생분해성 필름의 상기 조성 및 물성 특징은 구현예에 따른 생분해성 필름의 제조방법을 통해 제조함으로써 효율적으로 달성할 수 있다.
이하, 상기 생분해성 필름을 제조하는 방법을 자세히 설명하기로 한다.
[생분해성 필름의 제조방법]
일 구현예에 따라, 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 혼합한 후 이를 용융 압출하여 시트를 제조하는 단계(단계 1); 상기 용융 압출된 시트를 연신하여 필름을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 연신된 필름을 열고정시키는 단계(단계 3);를 포함하는, 생분해성 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 구현예에 따른 생분해성 필름의 제조방법은 특정 수지를 주성분으로 포함하는 제 1 수지 및 제 2 수지를 사용하여 용융 압출하여 시트를 제조하고, 이를 연신 및 열고정함으로써, 성형성, 가공성 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 경제적이고 효율적인 방법으로 본 발명에서 목적하는 우수한 접착 특성, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 소음도가 낮은 필름을 얻을 수 있다.
특히, 상기 생분해성 필름의 제조방법은 제 2 수지의 함량을 특정 범위로 제어함으로써, 우수한 기계적 특성 및 광학적 특성을 유지하면서, 상기 생분해성 필름의 열접착 강도를 특정 범위 이상으로 조절할 수 있고, 유연성 및 소음 특성을 동시에 개선시킬 수 있다는 데에 기술적 의의가 있다.
도 1을 참조하면, 상기 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 혼합한 후 이를 용융 압출하여 시트를 제조하는 단계(S110)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 수지 및 제 2 수지에 포함되는 상기 폴리락트산계 수지 및 상기 비닐 아세테이트계 수지와 관련된 설명은 상술한 바와 같다.
또한, 본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지의 함량이 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로 3 중량% 이상으로 조절하는 경우, 열접착 특성이 더욱 우수함은 물론, 생분해성 필름의 유연성, 투명성, 및 소음도를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 목적하는 용도 및 물성 설계에 따라, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지외에 제 3 수지 및 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 상기 제 3 수지 및 첨가제는 상술한 바와 같다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 제 1 수지 및 제 2 수지를 혼합하고 용융 압출하여 시트를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 혼합하고 압출하여 생분해성 펠렛(블렌딩된 칩)을 얻을 수 있으며, 이를 이용하여 생분해성 시트 및 필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 용융 압출 온도는 예를 들어 180℃ 초과 내지 250℃, 예를 들어 190℃ 내지 240℃, 또는 예를 들어 190℃ 내지 230℃일 수 있다. 상기 압출은 이축 압출기를 이용하거나 일축 압출기를 이용할 수 있다.
또한, 구현예에 따라 상기 용융 압출 전에 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 예컨대 40℃ 내지 130℃, 또는 80℃ 내지 90℃에서 4 시간 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다.
한편, 상기 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 상기 용융 압출된 시트를 연신하여 필름을 제조하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 용융 압출된 시트를 이축연신할 수 있으며, 상기 이축연신 단계는 예컨대 50℃ 내지 80℃로 예열한 후, 40℃ 내지 100℃에서 종방향(MD)으로 2 내지 4배 종연신하는 단계 및 50℃ 내지 150℃에서 횡방향(TD)으로 3 내지 6배 횡연신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용융 압출된 시트를 양방향으로 이축연신을 수행함으로써, 상기 생분해성 필름의 물성 및 성형성 등을 더욱 향상시킬 수 있으므로, 고품질의 포장재를 구현할 수 있다.
만일, 종방향 및 횡방향 중 한 방향으로만 일축연신하는 경우, 상기 생분해성 필름의 두께 편차가 심하고, 연신을 수행하지 않은 쪽의 강도가 떨어질 수 있으며, 열적 특성도 저하될 수 있다.
상기 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 상기 연신된 필름을 열고정시키는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열고정 단계는 50℃ 내지 150℃, 70℃ 내지 150℃, 100℃ 내지 150℃, 또는 110℃ 내지 140℃에서 수행될 수 있다.
구현예의 제조방법에 따라 상기 생분해성 필름을 제조하는 경우, 경제적이고 효율적이며, 목적하는 구성 및 물성을 갖는 생분해성 필름을 제조하는 데에 더욱 효과적일 수 있다.
[친환경 포장재]
본 발명은 일 구현예에 따라 상기 생분해성 필름을 포함하는 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 친환경 포장재는 생분해성 필름을 포함하고, 상기 생분해성 필름은 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 포함한다.
또한, 상기 생분해성 필름은 폭 15 mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름 시편의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)가 4 N/15mm 이상일 수 있다.
상기 친환경 포장재는 예를 들어 일반적인 일회용 포장재 및 식품 포장재 등으로 이용될 수 있는 필름 형태일 수 있고, 직물, 편물, 부직포, 로프(rope) 등으로 이용될 수 있는 섬유 형태일 수 있으며, 도시락 등과 같은 식품 포장용 용기로 이용될 수 있는 용기 형태일 수 있다.
상기 친환경 포장재는 우수한 열접착 강도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 소음도가 낮은 생분해성 필름을 포함함으로써 우수한 물성 및 품질을 제공할 수 있다. 또한, 생분해가 가능하며, 매립시 완전히 분해되어 환경 친화적인 특성을 갖는 포장재를 제공할 수 있으므로, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 우수한 특성을 발휘할 수 있다.
상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예 1
생분해성 필름의 제조
제 1 수지로서, D-락타이드 함량이 약 1.4%이고, 약 210℃에서 용융 점도가 약 8,770 poise를 갖는 폴리락트산 수지(Nature Works LLC, 4032D), 및 제 2 수지로서 비닐 라우레이트의 함량이 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 총 함량에 대해 4 mol%인 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머(VAc-VL)(Vinnex 8880, Wacker사)를 혼합하여 혼합 수지를 제조하였다. 이 때, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 최종 필름의 제 1 수지 및 제 2 수지의 중량비가 90:10이 되도록 혼합을 수행하였다.
상기 혼합 수지를 온도가 210℃인 압출기를 통하여 용융 압출한 후, 20℃로 냉각된 냉각롤에 밀착시켜 시트를 얻었다.
이렇게 얻어진 미연신 생분해성 시트를 약 65℃에서 종방향 3 배, 85℃에서 횡방향 4 배로 연신한 후, 연신된 시트를 텐터의 열처리 구간 내에서 140℃로 열고정하여 두께가 20 ㎛인 생분해성 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 7
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 최종 생분해성 필름에서 함유된 제 1 수지 및 제 2 수지의 중량비를 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 생분해성 필름을 제조하였다.
비교예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리락트산계 수지인 제 1 수지만 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 생분해성 필름을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 제 2 수지로서 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 대신 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 수행하여 생분해성 필름을 제조하였다.
평가예
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 생분해성 필름에 대한 물성 측정 및 성능 평가를 다음과 같은 방법으로 실시한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가예 1: 헤이즈(HZ)
일본정밀과학사(Nihon Semitsu Kogaku)의 Hazemeter(모델명:SEP-H)를 이용하여 ASTM D1003 표준에 의거하여 측정하였다.
평가예 2: 영률(YM)
ASTM D882에 의거하여 실시예 및 비교예에서 제조한 생분해성 필름 시편을 만든 후, 폭 15 mm 및 길이 150 mm로 절단한 후, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장 시험기(인스트론사, 5566A)를 이용하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2% 도달 시점까지 직선 기울기를 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로 측정하였다.
평가예 3: 소음도(N AVG )
실시예 및 비교예에서 제조한 생분해성 필름을 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단하고, 상기 생분해성 필름을 디지털 소음분석기(Cirrus Research PlC사, 모델명:CR-162C)로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출하였다.
평가예 4: 열접착 강도(AS)
도 2를 참조하여, 실시예 및 비교예에서 제조된 폭 75 mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름의 일면과 약 20 ㎛ 두께의 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 폭간격이 15 mm가 되도록 재단하고, 양쪽 끝의 샘플을 제외한 중앙의 3개에 대하여 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(AS)를 측정하고, 이들의 평균값을 취했을 때의 열접착강도를 측정하였다.
평가예 5: 유연소음복합도(FNC)
상기 평가예 2 및 3에서 측정된 YM 및 NAVG의 값을 이용하여 하기 식 1로 표시되는 유연소음복합도(FNC)를 계산하였다:
<식 1>
상기 식 1에서,
상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 생분해성 필름 시편을 만든 후, 폭 15mm 및 길이 150 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2%도달 시점까지 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로서, 단위를 제외한 수치이다.
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)에서, 단위를 제외한 수치이다.
평가예 6: 소음 개선 대비 접착 지수(AI)
상기 평가예 3 및 4에서 측정된 NAVG 및 AS의 값을 이용하여 하기 식 2로 표시되는 소음 개선 대비 접착 지수(AI)를 계산하였다:
<식 2> 소음 개선 대비 접착 지수(AI) =
상기 식 2에서,
상기 AS는 폭 15mm 및 길이 150 mm의 생분해성 필름 시편의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착 한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)에서, 단위를 제외한 수치이고,
상기 ΔN은 하기 식 2-1로 표시되는 소음 개선도로서, 단위를 제외한 수치이고,
<식 2-1> 소음 개선도(ΔN) = N1 - NB
상기 식 2-1에서,
상기 N1은 상기 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)이고,
상기 NB는 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 필름의 평균 소음도(dB)이며,
상기 평균 소음도(dB)는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 것이다.
이때, 상기 AS는 평가예 4와 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
평가예 7: 품질복합지수(QCI)
상기 평가예 1 및 5에서 측정된 HZ 및 FNC의 값을 이용하여 하기 식 3으로 표시되는 품질복합지수(QCI)를 계산하였다:
<식 3>
상기 식 3에서,
상기 HZ 및 상기 FNC는 상기 평가예 1 및 5에서 정의한 바와 같다.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 수지로서 폴리락트산(PLA)계 수지 및 제 2 수지로서 비닐 아세테이트(VAc)계 수지를 포함하는 실시예 1 내지 7의 생분해성 필름은 헤이즈, 유연성, 소음도, 및 열접착성이 모두 우수하였다.
구체적으로, 실시예 1 내지 7의 생분해성 필름은 헤이즈가 1.7% 내지 3.6%이고, 영률이 260 kgf/㎟ 내지 356 kgf/㎟이며, 소음도가 84.8 dB 이하이며, 열접착강도가 4 N/15mm 이상으로, 비교예 1과 2의 생분해성 필름에 비해 전반적으로 개선되었음을 알 수 있다. 이에 따라 유연소음복합도(FNC), 소음 개선 대비 접착 지수(AI) 및 품질복합지수(QCI) 등이 최적의 범위를 만족함으로써, 생분해성 필름의 복합 물성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
아울러, 실시예 1 내지 7의 생분해성 필름의 열접착 강도 개선도(ΔAS) 및 소음 개선도(ΔN)가 비교예 1과 2의 생분해성 필름에 비해 현저히 증가함을 알 수 있다. 이는 열접착 강도의 개선은 물론, 소음 개선도의 증가로 인해 필름의 유연성이 증가한 것이므로, 실시예 1 내지 7의 생분해성 필름은 열접착 강도, 소음도 및 유연성이 복합적으로 증가하였음을 확인할 수 있다.
반면, 제 2 수지인 비닐 아세테이트계 수지를 포함하지 않고 제 1 수지인 폴리락트산계 수지만을 포함한 비교예 1의 생분해성 필름의 경우, 영률이 384 kgf/㎟이고 소음도가 88.3 dB로 현저히 증가하였고, 제 2 수지인 비닐 아세테이트계 수지 대신 PBAT 수지를 사용한 비교예 2의 경우, 헤이즈가 25%로 매우 높고, 열접착 강도가 3 N/15mm으로 매우 낮아, 열접착 강도 및 헤이즈 측면에서 현저히 저하된 물성을 나타내었다. 이에 따라, 비교예 1 및 2 모두 유연소음복합도(FNC), 소음 개선 대비 접착 지수(AI) 및 품질복합지수(QCI) 등의 복합 물성이 최적의 범위를 벗어난 수치를 나타내었다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 생분해성 필름은 유연성의 향상 및 소음도 개선뿐만 아니라, 접착력 향상으로 인해 씰링성도 탁월하므로 포장 용도로 매우 적합함을 알 수 있다.
W : 폭
L : 길이
X : 양쪽 끝의 샘플 (열접착 강도 측정에서 제외)

Claims (9)

  1. 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지; 및
    비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지;의 혼합 수지를 포함하고,
    상기 폴리락트산계 수지는 상기 폴리락트산계 수지의 총 중량을 기준으로 D-락트산을 1 중량% 내지 5 중량%로 포함하며,
    폭 15 mm 및 길이 150 mm의 생분해성 연신 필름 시편의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)가 4 N/15mm 이상이고,
    ASTM D882에 의거하여 생분해성 연신 필름 시편을 만든 후, 폭 15 mm 및 길이 150 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2% 도달 시점까지 직선 기울기 값을 평가한 영률(YM)이 200 kgf/㎟ 내지 360 kgf/㎟이고,
    하기 식 1로 표시되는 유연소음복합도(FNC)가 15 내지 32인, 생분해성 연신 필름:
    <식 1>
    상기 식 1에서,
    상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 생분해성 연신 필름 시편을 만든 후, 폭 15mm 및 길이 150 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 2% 도달 시점까지 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로서, 단위를 제외한 수치이고,
    상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm × 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 연신 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)에서, 단위를 제외한 수치이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 특성 중에서 선택된 적어도 하나의 특성을 만족하는, 생분해성 연신 필름:
    10% 이하의 헤이즈(HZ); 및
    88 dB 이하의 평균 소음도(NAVG).
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    하기 식 2로 표시되는 소음 개선 대비 접착 지수(AI)가 30% 이상인, 생분해성 연신 필름:
    <식 2> 소음 개선 대비 접착 지수(AI) =
    상기 식 2에서,
    상기 AS는 폭 15mm 및 길이 150 mm의 생분해성 연신 필름 시편의 일면과 폴리락트산(PLA) 필름의 일면을 100℃에서 1.5 bar로 1 초간 서로 열접착한 후, 이를 만능시험기(UTM)에 척간 간격 50 mm가 되도록 장착하여 180 °의 박리 각도 및 200 mm/분의 박리 속도로 박리시킬 때의 열접착 강도(N/15mm)에서, 단위를 제외한 수치이고,
    상기 ΔN은 하기 식 2-1로 표시되는 소음 개선도로서, 단위를 제외한 수치이고,
    <식 2-1> 소음 개선도(ΔN, dB) = N1 - NB
    상기 식 2-1에서,
    상기 N1은 상기 제 1 수지를 100 중량% 포함하는 생분해성 연신 필름의 평균 소음도(dB)이고,
    상기 NB는 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 혼합 수지를 포함하는 생분해성 연신 필름의 평균 소음도(dB)이며,
    상기 평균 소음도(dB)는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm × 450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm × 297 mm의 A4 크기로 재단한 생분해성 연신 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분의 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5 초 이상 소음을 낼 때 측정한 최대 소음도를 5회 측정하여 산출한 것이다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    하기 식 3으로 표시되는 품질복합지수(QCI)가 37 미만인, 생분해성 연신 필름:
    <식 3>
    상기 식 3에서,
    상기 HZ는 상기 생분해성 연신 필름의 헤이즈(%)로서, 단위를 제외한 수치이고,
    상기 FNC는 제 1 항에서 정의한 바와 같다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 수지의 함량이 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지의 총 중량을 기준으로 3 중량% 이상인, 생분해성 연신 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비닐 아세테이트계 수지가 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머를 포함하고,
    상기 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 코폴리머 중 비닐 라우레이트의 함량은 0 mol% 초과 내지 20 mol% 이하인, 생분해성 연신 필름.
  8. 폴리락트산계 수지를 포함하는 제 1 수지 및 비닐 아세테이트계 수지를 포함하는 제 2 수지를 혼합한 후 이를 용융 압출하여 시트를 제조하는 단계(단계 1);
    상기 용융 압출된 시트를 40℃ 내지 100℃에서 종방향(MD)으로 2 내지 4배 종연신하고, 50℃ 내지 150℃에서 횡방향(TD)으로 3 내지 6배 횡연신하여 필름을 제조하는 단계(단계 2); 및
    상기 연신된 필름을 70℃ 내지 150℃에서 열고정시키는 단계(단계 3);를 포함하고,
    상기 폴리락트산계 수지는 상기 폴리락트산계 수지의 총 중량을 기준으로 D-락트산을 1 중량% 내지 5 중량%로 포함하는,
    제 1 항의 생분해성 연신 필름의 제조방법.
  9. 제 1 항의 생분해성 연신 필름을 포함하는, 친환경 포장재.
KR1020210123506A 2021-09-15 2021-09-15 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재 KR102656673B1 (ko)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101183979B1 (ko) * 2012-07-06 2012-09-19 에스케이씨 주식회사 생분해성 열접착 폴리에스테르계 필름

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4005339B2 (ja) 2001-11-22 2007-11-07 ユニチカ株式会社 生分解性ごみ袋
JP2006272712A (ja) 2005-03-29 2006-10-12 Ajinomoto Co Inc ポリブチレンサクシネート積層フィルムの製造方法
CN102115576B (zh) * 2009-12-31 2014-09-17 金伯利-克拉克环球有限公司 天然生物聚合物热塑性膜
KR20120073554A (ko) * 2010-12-27 2012-07-05 에스케이씨 주식회사 생분해성 지방족 폴리에스터계 필름 및 이의 제조방법
KR101574231B1 (ko) * 2013-12-11 2015-12-03 주식회사 블리스팩 저온 실링 및 이지필 생분해성 실란트 필름 제조용 생분해성 공중합체, 및 이를 이용한 저온 실링 및 이지필 생분해성 실란트 필름
KR102009819B1 (ko) * 2015-06-02 2019-08-13 (주)엘지하우시스 생분해성 수지 조성물의 제조방법, 생분해성 수지 조성물 및 생분해성 시트
JP7251250B2 (ja) * 2019-03-26 2023-04-04 東ソー株式会社 フィルム成形用樹脂組成物およびその樹脂組成物からなるフィルム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101183979B1 (ko) * 2012-07-06 2012-09-19 에스케이씨 주식회사 생분해성 열접착 폴리에스테르계 필름

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Dr. Marcus Pfaadt, Enabling the Next Generation of Bioplastics, Innovation Takes Root, 2014. 1부.*

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